JP2004197906A

JP2004197906A - トルクコンバータ

Info

Publication number: JP2004197906A
Application number: JP2002370211A
Authority: JP
Inventors: Kozo Mori; 幸三森
Original assignee: Exedy Corp
Current assignee: Exedy Corp
Priority date: 2002-12-20
Filing date: 2002-12-20
Publication date: 2004-07-15
Also published as: DE10359625A1; KR20040055633A; US20040118112A1; DE10359625B4

Abstract

【課題】低偏平率のトルクコンバータにおける伝達効率を向上させる。
【解決手段】インペラ２１、タービン２２、及びステータ２３はトーラスを構成する。トーラスの半径方向長さＨに対する軸方向長さＬの比である偏平率（Ｌ／Ｈ）が０．８未満であり、さらにインペラ２１は、タービン２２に対向する側に３７枚以上のインペラブレード２７を有する。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トルクコンバータ、特に偏平化されたトルクコンバータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
トルクコンバータは、３種の羽根車からなるトーラス（インペラ、タービン、ステータ）を有し、トーラス内部の流体により動力を伝達する装置である。インペラはフロントカバーとともに内部に作動油が充填された流体室を形成している。インペラは、主に、環状のインペラシェルと、インペラシェル内側に固定された複数のインペラブレードと、インペラブレードの内側に固定された環状のインペラコアとから構成されている。タービンは流体室内でインペラに軸方向に対向して配置されている。タービンは、主に、環状のタービンシェルと、タービンシェルのインペラ側の面に固定された複数のタービンブレードと、タービンブレードの内側に固定された環状のタービンコアとから構成されている。タービンシェルの内周部はタービンハブのフランジに複数のリベットにより固定されている。タービンハブは入力シャフトに相対回転不能に連結されている。ステータは、タービンからインペラに戻る作動油の流れを整流するための機構であり、インペラの内周部とタービン内周部間に配置されている。ステータは、主に、環状のステータシェルと、ステータシェルの外周面に設けられた複数のステータブレードと、複数のステータブレードの先端に固定された環状のステータコアとから構成されている。ステータシェルはワンウェイクラッチを介して図示しない固定シャフトに支持されている。
【０００３】
このようなトルクコンバータには、トーラスを軸方向に押しつぶした形状、すなわち低偏平率の形状のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このようにトーラスを偏平化することにより、トルクコンバータ全体の軸方向の長さを短くすることができる。これにより、軸方向に制限されたスペース内にトルクコンバータを設置することが可能となっている。また、低偏平率のトルクコンバータを用いることにより、原動機のパワーアップ、トランスミッションの多段化への搭載性の容易化などを実現できる。さらには、トーラスの軸方向の長さが短くなることにより生じる余裕のスペース内に、複板化されたロックアップ装置等を設置できるメリットも生じる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−７４１７４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
トルクコンバータでは、インペラからタービンへのトルク伝達の効率が高いことが望ましい。ここで、偏平率が小さくなると、トルクコンバータの伝達効率が低下しやすいため、低偏平率のトルクコンバータにおける伝達効率の改善が求められている。
【０００６】
本発明の課題は、低偏平率のトルクコンバータにおける伝達効率を向上させることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のトルクコンバータは、流体によりトルク伝達を行うトルクコンバータであって、インペラ、タービン、及びステータを備える。インペラは、流体室を構成する。タービンは、流体室内でインペラに対応して配置される。ステータは、インペラとタービンとの間に配置され、タービンからインペラに流れる流体を整流する。また、インペラ、タービン、及びステータがトーラスを構成する。ここで、トーラスの半径方向長さＨに対する軸方向長さＬの比である偏平率（Ｌ／Ｈ）が０．８未満である。また、インペラは、タービンに対向する側に３７枚以上のインペラブレードを有する。
【０００８】
従来のトルクコンバータは、一般にインペラブレード枚数が２９枚又は３１枚であることが多い。一方、このトルクコンバータでは、インペラがインペラブレードを３７枚以上有している。インペラブレード枚数の増加によりトルクの伝達効率が格段に向上しているため、偏平率が０．８未満である低偏平率のトルクコンバータであっても、十分な伝達効率を得ることができる。
【０００９】
請求項２に記載のトルクコンバータは、請求項１に記載のトルクコンバータであって、インペラブレードの枚数が素数である。
インペラブレード枚数が非素数であると、流体が流体室内を環流するうちに周期的になり、好ましくない干渉を生じるおそれがある。一方、このトルクコンバータでは、ブレードの枚数が素数であるため、流体の干渉が生じることを抑えることができる。
【００１０】
請求項３に記載のトルクコンバータは、請求項１または２に記載のトルクコンバータであって、トーラスの偏平率が０．７未満である。
このトルクコンバータでは、偏平率が０．７未満であっても、インペラブレードの枚数が増加することにより十分な伝達効率を得ることができる。これは、偏平率が低下するに伴い伝達効率の低下が生じるが、偏平率が低下することによりインペラブレードの枚数増加による伝達効率の上昇分が大きくなるためである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態が採用されたトルクコンバータ１を図１に示す。図１は、トルクコンバータ１の縦断面概略図である。
トルクコンバータ１は、エンジンのクランクシャフト２からトランスミッションの入力シャフト３にトルクを伝達するための装置である。図１の左側に図示しないエンジンが配置され、図１の右側に図示しないトランスミッションが配置されている。図１に示すＯ−Ｏがトルクコンバータ１の回転軸である。
【００１２】
トルクコンバータ１は、主に、フレキシブルプレート４とトルクコンバータ本体５とから構成されている。フレキシブルプレート４は、円板状の薄い部材からなり、トルクを伝達するとともにクランクシャフト２からトルクコンバータ本体５に伝達される曲げ振動を吸収するための部材である。
トルクコンバータ本体５は、３種の羽根車（インペラ２１、タービン２２、ステータ２３）からなるトーラス形状の流体作動室６と、ロックアップ装置７とから構成されている。
【００１３】
フロントカバー１１は、円板状の部材であり、フレキシブルプレート４に近接して配置されている。フロントカバー１１の内周端にはセンターボス１６が溶接により固定されている。センターボス１６は、軸方向に延びる円筒形状の部材であり、クランクシャフト２の中心孔内に挿入されている。
フレキシブルプレート４の内周部は複数のボルト１３によってクランクシャフト２の先端面に固定されている。フロントカバー１１の外周側かつエンジン側面には、円周方向に等間隔で複数のナット１２が固定されている。このナット１２内に螺合するボルト１４がフレキシブルプレート４の外周部をフロントカバー１１に固定している。
【００１４】
フロントカバー１１の外周部には、軸方向トランスミッション側に延びる外周側筒状部１１ａが形成されている。この外周側筒状部１１ａの先端にインペラ２１のインペラシェル２６の外周縁が溶接によって固定されている。この結果、フロントカバー１１とインペラ２１とによって、内部に作動油が充填された流体室が形成されている。インペラ２１は、主に、インペラシェル２６と、その内側に固定された３７枚のインペラブレード２７と、インペラシェル２６の内周部に固定されたインペラハブ２８とから構成されている。
【００１５】
タービン２２は流体室内でインペラ２１に対して軸方向に対向して配置されている。タービン２２は、主に、タービンシェル３０と、そのインペラ側の面に固定された複数のタービンブレード３１と、タービンシェル３０の内周縁に固定されたタービンハブ３２とから構成されている。タービンシェル３０とタービンハブ３２とは複数のリベット３３によって固定されている。
【００１６】
タービンハブ３２の内周面には、入力シャフト３に係合するスプラインが形成されている。これによりタービンハブ３２は入力シャフト３と一体回転するようになっている。
ステータ２３は、インペラ２１の内周部とタービン２２の内周部と間に配置され、タービン２２からインペラ２１に戻る作動油の流れを整流するための機構である。ステータ２３は樹脂やアルミ合金等で鋳造により一体に製作されている。ステータ２３は、主に、環状のステータシェル３５と、ステータシェル３５の外周面に設けられた複数のステータブレード３６と、複数のステータブレード３６の先端に固定された環状のステータコア６１とから構成されている。ステータシェル３５はワンウェイクラッチ３７を介して筒状の固定シャフト３９に支持されている。固定シャフト３９は入力シャフト３の外周面とインペラハブ２８の内周面との間を延びている。
【００１７】
以上に述べた各羽根車２１、２２、２３の各シェル２６、３０、３５によって、流体室内にトーラス形状の流体作動室６が形成されている。なお、流体室内においてフロントカバー１１と流体作動室６の間には、ロックアップ装置７が配置された環状の空間９が確保されている。
さらに、偏平率Ｌ／Ｈ（トーラスの軸方向長さＬに対するトーラスの半径方向長さＨの割合）は０．８以下である。偏平率は、０．７以下であってもよい。図１に示したトルクコンバータ１は、偏平率が０．６８である。
【００１８】
図に示すワンウェイクラッチ３７はラチェットを用いた構造であるが、ローラやスプラグを用いた構造であってもよい。
＜トルクコンバータの動作＞
ロックアップ装置７が解除されているときには、フロントカバー１１とタービン２２との間のトルク伝達はインペラ２１とタービン２２との間の作動油による流体駆動によって行われる。インペラ２１からタービン２２へと流れる作動油は、タービン２２を回転させた後に、ステータ２３を通ってインペラ２１へと戻る。
【００１９】
＜特徴＞
本発明の一実施形態に係るトルクコンバータ１は、偏平率が０．６８のトーラスを有しており、さらにインペラブレード２７の枚数が３７枚である。
本発明に係るトルクコンバータ１は、インペラブレードを３７枚以上有しているインペラを備えている。インペラブレード２７の枚数が増加することにより、トルクコンバータ１におけるトルクの伝達効率が格段に向上している。このため、偏平率が０．８未満である低偏平率のトルクコンバータ１であっても、十分な伝達効率を得ることができる。
【００２０】
インペラブレード２７の枚数が素数であるので、流体作動室６内で好ましくない干渉を生じることを抑えることができる。
また、図２には、従来のトルクコンバータと本発明に係るトルクコンバータ１の偏平率に対する伝達効率の最高値（最高効率）の変化を測定した結果を示す。従来のトルクコンバータ（インペラブレードの枚数は２９〜３４枚）の値は白抜きの点で表しており、本願発明に係るトルクコンバータ１（インペラブレード枚数は３７枚）の値は黒色の点で表している。なお、図２における実線及び破線は、それぞれインペラブレード枚数が３７枚及び２９枚におけるトルクコンバータの最高効率の変化を示す補助線である。
【００２１】
従来のトルクコンバータでは、偏平率が下がるにつれて最高効率は低下していく。偏平率が０．８以下における伝達効率は、十分な値未満となる。
それに対して、本発明に係るトルクコンバータ１では、偏平率が下がるにつれて最高効率は低下しているものの、インペラブレード２７の枚数が多くなっているため、従来のトルクコンバータよりも最高効率の値が大きい。その結果、偏平率が０．８以下であっても最高効率の値は許容値になっている。特に、図２の測定結果では、偏平率が０．７以下であっても最高効率の値は許容値になっている。
【００２２】
【発明の効果】
本発明に係るトルクコンバータでは、低偏平率のトルクコンバータにおける伝達効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としてのトルクコンバータの縦断面概略図。
【図２】偏平率及びインペラブレードの枚数が異なるトルクコンバータにおけるトルク伝達の最高効率のグラフ。
【符号の説明】
１トルクコンバータ
２１インペラ
２７インペラブレード

Claims

流体によりトルク伝達を行うトルクコンバータであって、
流体室を構成するインペラと、
前記流体室内で前記インペラに対向して配置されるタービンと、
前記インペラと前記タービンとの間に配置され、前記タービンから前記インペラに流れる流体を整流するステータと、
を備え、
前記インペラ、前記タービン、及び前記ステータはトーラスを構成し、
前記トーラスの半径方向長さＨに対する軸方向長さＬの比である偏平率（Ｌ／Ｈ）が０．８未満であり、
前記インペラは、前記タービンに対向する側に３７枚以上のインペラブレードを有する、
トルクコンバータ。
前記インペラブレードの枚数が素数である、
請求項１に記載のトルクコンバータ。
前記トーラスの前記偏平率が０．７未満である、
請求項１または２に記載のトルクコンバータ。